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人乳头瘤病毒感染与宫颈上皮内瘤变及宫颈癌

作者:钞晓培,谭先杰
中国实用妇科与产科杂志 2017-9-19 阅读 字号:T|T

1、人乳头瘤病毒感染与宫颈癌因果关系的揭示

2008年诺贝尔生理学或医学奖与两个病毒有关:人乳头瘤病毒(human papilloma virus,HPV)和人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV),分别导致宫颈癌和艾滋病。德国科学家哈拉尔德·楚尔·豪森(Harald zur Hausen)凭借有关HPV的研究独享一半的奖金,另两位科学家分享另外一半。豪森的主要贡献是发现了HPV是宫颈癌的致病病毒,这一结论性的事实众所周知,但背后的传奇,我们或许并不清楚。


1936年,豪森出生在后来饱受战火蹂躏的德国城市埃森,当豪森还是医学生的时候,就对感染性疾病发生了兴趣。他说或许是因为是癌症治疗太困难,他对癌症的病因更感兴趣。豪森曾试图用牛痘病毒去破坏小鼠细胞的染色体,但收获不大。当时这一领域很偏,可以借鉴的经验不多。豪森觉得知识不够,自修了细胞遗传学和分子生物学。然而失败越来越多,豪森非常沮丧,想换个地方工作。


大西洋彼岸的一封来信帮助豪森实现了愿望。美国宾夕法尼亚大学医学院给豪森所在的研究所来信,希望能推荐一位年轻的德国学者前去工作。对于所长而言,这类信件实在太多,他随手将信丢进了废纸篓,但对研究组的年轻人们提起了这事儿。于是戏剧性的一幕发生了——豪森毫不犹豫,从废纸篓捡回了信,随后去了美国。


在宾夕法尼亚大学,豪森遇到了著名的病毒学家亨里夫妇(Werner Henle和Gertrude Henle),学习到了一种使用EB(Epstein-Bar)病毒改变伯基特(Burkitt)淋巴瘤细胞染色体的技术,让豪森备受鼓舞。3年之后豪森回到德国,在自己的实验室里,经过艰苦地努力,他发现了“无病毒产生”的淋巴瘤细胞中含有EB病毒的DNA,从而第1次显示病毒能够以基因组的形式存在于人类肿瘤细胞,通过修饰基因组使细胞呈肿瘤性生长。在淋巴细胞中发现病毒的信号完全是在意料之中,因为EB病毒可以引起单核细胞增多症。让人颇为意外的是,豪森和他的同事们在一种上皮性癌——鼻咽癌细胞中也发现了病毒。这让豪森萌发了一个大胆的假设:同为上皮细胞癌的子宫颈癌,或许并不是由当时公认的单纯疱疹病毒引起的。


1974年,豪森前往美国弗罗里达参加国际会议,报告他发现宫颈癌中不存在单纯疱疹病毒的结果。他之前的发言者是一位来自芝加哥的研究人员,报告他从宫颈癌患者的标本中分离到了40%的单纯疱疹基因组。豪森发言结束后,听众们报以“石头般的静默”,认为豪森的阴性结果是由于检验方法的敏感性不够所致。豪森说这是他人生中最低谷的一段时期,但他还是将这篇文章投了出去,《癌症研究》发表了这篇数百字的短文。


其实早在1972年,豪森就开始将HPV当作宫颈癌诱因的候选病毒进行分离,屡败屡试,3年后豪森终于从生殖器疣中分离出了首个HPV,但发现与宫颈癌无关,接下来分离出来的几种HPV也是如此,直到分离出HPV 16,才看到了成功的曙光——近一半的宫颈癌患者细胞中都含有该种类型病毒的DNA。此后,他们又找到了另一种导致宫颈癌的病毒HPV18。


1977年,豪森发表了《人乳头瘤病毒及其在鳞状细胞癌中可能的作用》一文。1983年,豪森报道大部分(超过半数以上的)宫颈癌和生殖器癌细胞中都存在HPV 16病毒。随后在1984年,他们又发现在超过25%的宫颈癌细胞中都存在HPV 18病毒。


但一系列的报道反驳了HPV的致癌性,这些报道称在几乎所有的标本中都可检测到HPV,因此,不能说明HPV是宫颈癌的致病病毒,后来证实这是由于检测方法PCR过于灵敏,标本受到交叉污染所致。1991年,大量的流行病学研究终于证实了豪森的理论,即高危型人乳头瘤病毒是宫颈癌的元凶。


追寻HPV与宫颈癌的相关性这一工作耗尽了豪森的一生,在这条曲折漫长的道路上,很多早期合作伙伴都已经改弦易辙,但豪森从不后悔,他认为“慢性病的研究值得花费同样漫长的时间”。豪森将他的研究历程和结果浓缩成一本274页的著作——《致病性人乳头瘤病毒》(human pathogenic papillomavirus)。


豪森获得诺贝尔奖当之无愧,因为HPV与宫颈癌因果关系的揭示在宫颈癌的防治历史上具有划时代的意义,至少带来了两项巨变:宫颈癌筛查策略的改变和HPV疫苗的诞生。


2、HPV与宫颈癌因果关系的发现引起了宫颈癌筛查策略的改变   

20世纪40年代,美国医生巴巴尼古拉发明了通过宫颈涂片筛查宫颈癌的方法,该方法从1943年开始一直沿用到20世纪90年代中期,后来,取样方法和阅片方法出现了革新,计算机图像分析辅助诊断被引入到宫颈癌的筛查中,这就是液基细胞学检查(liquid cytological test,LCT)或薄层液基细胞学检查(thinprepcytological test,TCT),同时还对结果的报告方式进行了修改,从巴氏五级分类变为TBS(the bethesda system)分类系统。


尽管有了一些更新,但该筛查策略的主要判断依据是脱落细胞的形态学改变,虽然有计算机辅助,最后的诊断仍然是由细胞病理学医生,也就是由人来确立,这就难以避免地会出现阅片疲劳、主观判断不一的情况,存在着敏感度低、漏诊率高、可重复性差的缺陷,影响筛查的准确性。


发现了HPV是宫颈癌的致病病毒后,宫颈癌的筛查思路发生了改变:不去看病毒感染引起的细胞学改变(果),而直接追寻引起病变的病毒(因),即通过检测HPV DNA来进行筛查。2003年,美国食品与药品监督管理局(FDA)批准了二代杂交捕获HPV检测技术(HC2)用于宫颈癌的筛查。但FDA对HPV检测作为宫颈癌筛查的态度非常谨慎,仅批准用于细胞学检查轻度异常的分流。


具体而言,就是用TCT筛查作为初筛,对于筛查结果为低度鳞状上皮内病变(LSIL)或更严重的病变,推荐进行阴道镜检查及活检。而对于报告为意义不明确的不典型鳞状细胞(atypical squamous cells of unknown significance,ASC-US),则进行HC2检测。如果HC2结果阳性,进行阴道镜检查;如果HC2阴性,则可观察,1年后复查。这一策略在中国应用了很多年。2006 年美国阴道镜和宫颈病理协会(American Society of Colposcopy and Cervical Pathology,ASCCP)将高危型HPV与细胞学联合检测正式写入宫颈癌筛查指南,建议将联合检测作为30岁及以上女性的宫颈癌筛査方案。


欧洲国家对用HPV检测作为宫颈癌初筛措施的态度要积极得多。从2007年开始,欧洲生殖道感染和肿瘤研究组织(EuropeanResearch Organization on Genital Infection and Neoplasia,EUROGIN)提出的宫颈癌筛查方案就以HPV检测作为初筛,后来又进行了修订,2010年的EUROGIN的宫颈癌筛查推荐流程为:25~64岁妇女,以HPV检测作为第1步,HPV阴性,5年后复查;HPV阳性,行细胞学检查。如果细胞学为高于轻度异常,则行阴道镜检查。如果细胞学结果正常或临界,则行HPV16和18分型或p16或其他标志物检查,如果阴性,则3~5年复查;如果任何一项阳性,行阴道镜检查。


或许迫于欧洲同行的压力,更可能是由于新的循证医学数据,美国启动了TCT和HPV作为宫颈癌初筛手段的比较研究,其中最著名的研究是ATHENA(Addressing the Need forAdvanced HPV Diagnostics)试验。试验纳入了42 209例妇女,目的是比较不同类型HPV感染状态和细胞学检查结果的患者随诊3年后出现≥宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasia,CIN)3级(CIN 3)的累计发生率。入组时妇女接受了TCT检查或者3种类型之一的HPV检测。ASC-US或以上的病变或者HPV阳性的患者接受阴道镜检查及多点活检,随后患者每年做1次TCT和HPV检测。ASC-US的妇女进行阴道镜检查,结果为<CIN 2,则继续随诊。3年随诊结束后,患者接受1次退出前的阴道镜检查,如果没有发现病变,则随机活检。结果发现,基线检查TCT阴性,随诊3年其发生CIN 3以上病变的可能性为0.77%;14种高危型HPV检测阴性,可能性为0.33%;TCT和HPV均阴性,其可能性为0.29%;HPV阳性者,其可能性增加到9.63%;HPV 16阳性者,可能性增加到25.23%;HPV 18阳性者,可能性为10.66%;其他12种阳性者,可能性为5.39%。该研究的结果表明,对于宫颈癌的筛查,HPV检测和分型优于TCT。


基于这些发现和其他证据,2014年4月,美国FDA批准了HPV分型用于宫颈癌的一线初筛,随后加拿大也批准了将HPV分型用于宫颈癌的一线初筛,澳大利亚则宣布用HPV分型取代细胞学进行宫颈癌初筛。


然而新的问题出现了。由于HPV感染的常见性和宫颈癌的相对不常见性,HPV检测作为初筛的价值受到质疑。美国癌症协会(Americancancer society,ACS)/ASCCP认为,宫颈癌筛查的最佳策略应该是需要识别可能进展为浸润癌的癌前病变(最大化筛查的益处),同时需要避免对一过性HPV感染及其相应良性病变的探查和不必要治疗,因为它们不一定会有恶性进展(最小化筛查的潜在危害),由此提出了“同等风险,同等管理”的策略,以CIN 2以上的5年累计发病风险作为衡量的尺度,称量化管理。


这一理念的循证医学数据来源于美国Kaiser中心2003—2010年期间965 360例30~64岁妇女采用HPV和液基细胞学进行联合筛查和随访管理的数据,和269329例21~29岁妇女,单独采用细胞学筛查与随访的数据,研究分析了“单独细胞学筛查”模式下,各种不同的筛查(细胞学结果)5年内CIN 2+的累计发病风险,同时也总结了联合筛查(HC2+细胞学)模式下,不同筛查结果5年内CIN 2+的累计发病风险。


Kaiser研究被称为是里程碑式的研究,因为它确定了分层管理的量化标准或标尺,即“基准(Benchmark)”为CIN 2+的5年累计发病风险。风险量化管理概念的好处是可以应用到宫颈癌的筛查和后续临床管理中,不论是异常细胞学结果的管理还是阴道镜后/CIN随访和治疗后的管理。

在风险量化管理模式中,细胞学单独筛查结果为ASC-US以上,联合筛查HPV(+)/细胞学(-),提示发生高级别宫颈上皮内瘤变风险>5.2,需要转诊阴道镜。细胞学单独筛查ASC-US或者联合筛查HPV(-)/LSIL、HPV(-)/ASC-US,6~12个月随访;细胞学(-)或HPV(-)/细胞学(-),5年后随访。对于联合筛查结果阴性者,5年后复查发生CIN 2~3的风险是0.1%;细胞学(-)3年后复查发生CIN 2~3的风险是1%;ASC-US、HPV(+)/细胞学(-)1年后联合筛查发生CIN 2~3的风险是5%~10%;LSIL、HPV16/18/细胞学(-),阴道镜检查发生CIN 2~3的风险是5%~10%;不典型鳞状细胞倾向于高度病变(atypical squamous cells,cannot exclude HSIL,ASC-H)经高频电圈环形电切(loop electrosurgical excision procedure,LEEP)、冷刀锥切后证实为CIN 2~3的风险是50%;宫颈高度鳞状上皮内病变(high-grade squamous intraepithelial lesion,HSIL)经LEEP、冷刀锥切后证实为CIN 2~3的风险是80%。细胞学阴性但HPV 16阳性的女性,其发生CIN 2以上病变的风险是13.6%,即平均每8个人中就有1个存在≥CIN 2的病变。


鉴于这些结果,2015年ASCCP过渡期筛查指南推荐,筛查起始年龄应该为25岁,HPV检测阴性可3年后再筛查;HPV 16、HPV 18阳性者风险高,需直接转诊阴道镜;除HPV 16、HPV 18之外的HPV型别阳性可采取细胞学分流。如果细胞学检查正常,则12个月后随诊;如果细胞学结果高于ASC-US,则行阴道镜检查。


可以看出,正是由于HPV感染与宫颈癌因果关系的揭示,宫颈癌的筛查策略才发生了根本性的变化,HPV分型检测从幕后走到台前,从配角变成主角。


3、HPV与宫颈癌因果关系的发现导致了HPV疫苗的诞生和广泛接种

成为德国癌症研究中心主管后,豪森曾在20世纪80年代游说制药公司研发HPV疫苗。豪森认为HPV病毒结构简单,疫苗研制的成功率很大,但医药公司不以为然,认为还有更重要的问题亟待解决。


所幸有眼光深远的制药企业启动了对HPV疫苗的研发。第1个研发出来的疫苗是针对HPV16的疫苗。1998年,HPV疫苗研发历史上的一项里程碑式的试验启动,试验纳入了2400例16~23岁的妇女,在这些妇女中使用HPV 16疫苗。经过了中位时间1.5年的随诊后发现,疫苗能预防所有与HPV 16相关的持续HPV感染和CIN。后续随诊分析发现,该疫苗对HPV 16相关的高级别CIN的预防保护时间长达9.5年。由于种种原因,该疫苗没有获准上市。


2004年11月,葛兰素史克(GSK)公司的HPV疫苗研究小组发表了HPV疫苗的3年研究结果,显示疫苗预防HPV 16和HPV 18持续感染的有效率达100%。长期的随诊显示该疫苗是高度有效的,而且安全性高,耐受性好。这一疫苗后来被注册为Cervarix(希瑞适),但该疫苗没有成为第1个获准上市的HPV疫苗。


2005年5月,在温哥华举行的22届国际人乳头瘤病毒大会上,默克(Merck)公司的研究团队报告了抗HPV 16、18、6、11的4价疫苗的研究结果,显示有效率达90%以上。这是研究团队在进行了成功的Ⅱ期临床试验后于2002年启动的一项缩写为Future (Females United to Unilaterally Reduce Endo/Ectocervical Disease)的临床试验,纳入了超过17 000例16 ~26岁的女性。结果显示,疫苗对抗HPV 16和HPV 18相关的宫颈病变的有效性为97%~100%。2006年,美国FDA批准了4价HPV疫苗的上市,商品名为Gardasil(加德西)。


一些研究对4价疫苗和2价疫苗进行了正面比较,结果发现,2价疫苗在针对HPV 16和HPV 18的抗体水平高于4价疫苗,而且能部分预防HPV 31和HPV 33感染。可以认为,对于宫颈癌的预防而言,2价疫苗是“雪中送炭”,而增加了抗HPV 6和HPV 11的4价疫苗是“锦上添花”,因为后两种病毒并不引起宫颈癌,只引起生殖道疣。


2007年欧洲批准了英国GSK公司的二价疫苗希瑞适进入市场,2009年美国也批准了希瑞适进入美国市场。2016年7月,中国食品与药品监督管理局(CFDA)批准了希瑞适”进入中国市场,2017年6月,CFDA批准了加德西进入中国市场。


澳大利亚是世界上第1个将HPV疫苗纳入普遍接种计划的国家,从2007年开始,澳大利亚对所有12~26岁的在校女生提供免费HPV疫苗接种。在该接种计划实施3年后,澳大利亚女性中生殖道疣的发生率明显下降,随后高级别CIN的发生率和宫颈细胞学异常的发生率也明显下降。紧随澳大利亚,欧洲和美国也将HPV疫苗纳入了国家免疫计划。


4价疫苗的价值得到证实之后,研究者们着手开发新的疫苗,以预防其他5种常见的致癌HPV,包括HPV 31、33、45、52和58。2009年,一项比较新的9价疫苗与普遍使用的4价疫苗的有效性的研究启动了,该研究纳入了14 200例女性。结果发现,在预防HPV 16、18、6、11方面,9价疫苗的有效性并不低于4价疫苗,同时对HPV 31、33、45、52、58相关疾病的预防效率超过96%。基于这些结果,2014-12-10,美国FDA批准默克公司的9价疫苗(Gardasil 9)可用于9~26岁的女性以及9~15岁的男孩。


严格地说,目前还不能下“HPV疫苗可以预防宫颈癌”的结论,因为持续HPV感染演变到宫颈癌的过程可长达15~20年,所以,如果以宫颈癌发生率为研究终点,则临床试验数据要到2020年才能获得。美国和欧洲都是基于是否能够预防HPV持续感染作为评估标准,因为理论上能够预防HPV持续感染,就可以预防宫颈癌。15年的等待,可能意味着2~3代年轻女性失去预防宫颈癌的机会,“不伤害和有利”原则,是HPV疫苗迅速在欧美获批的伦理依据。


4、HPV感染的治疗

女性中HPV感染很常见,据报道终身累计感染率为40%,甚至最近有报告称达80%!幸运的是,绝大多数女性的HPV感染为一过性,80%的感染者会在8~12个月内自然清除。仅在少数女性HPV感染会持续,在持续HPV感染的女性中,一部分会进展成为宫颈病变或宫颈癌。因此,对于一过性HPV感染,通常不需要治疗,只有持续性HPV感染才考虑治疗。


目前尚无针对HPV的特效治疗方法,市场上治疗HPV感染的方法“五花八门”,鱼龙混杂。可以阴道局部使用干扰素、红色诺卡菌细胞壁骨架及抗HPV生物蛋白敷料等,还可使用胸腺肽、中成药等进行全身治疗,但是这些方法的效果有待客观评价。


实际上,对于HPV感染,更可行的处理策略是“治病即治毒”,即治疗HPV感染引起的病变,从而达到阻断病毒导致宫颈癌的路径,甚至最终清除HPV。所谓的病,就是CIN。


4.1  CIN 1的处理  60%~80%的CIN 1会自然消退,因此可以保守观察。如果患者合并宫颈糜烂样外观而且有接触性出血或持续性CIN 1,可给予治疗。进行治疗选择前需要考虑以下情况:(1)先前细胞学检查为ASC-US、ASC-H或LSIL,每12个月检测HPV DNA或每6~12个月复查宫颈细胞学。若细胞学高于ASC-US或高危型HPV检测阳性,行阴道镜检查。(2)先前细胞学检查为HSIL而组织学检查为CIN 1,如果阴道镜检查满意而且进行宫颈管取材阴性者可选择进行诊断性宫颈锥形切除术;也可选择每隔6个月行阴道镜和细胞学检查进行观察,若2次结果阴性可常规随诊,若仍为HSIL则行诊断性宫颈锥形切除术。(3)若CIN 1持续超过2年,可以继续随访,也可治疗。如果决定治疗,并且阴道镜检查满意,可以采用消融或切除疗法;若阴道镜检查不满意,建议行诊断性宫颈锥形切除术。(4)妊娠期发现的CIN 1可暂不治疗,待产后6周复查再处理。


4.2  CIN 2和CIN 3的处理  尽管长期随访发现CIN 2有自然消退的可能,但在组织学上它比CIN 3更具有异质性,而且与CIN 3区分困难。因此,为了提高安全性,一般采用CIN2作为治疗起始。除非有特殊情况(如妊娠),不建议对CIN 2和CIN 3妇女采用定期细胞学和阴道镜检查进行随访观察。同时也不能将全子宫切除术作为CIN 2和CIN 3的初始治疗。具体处理原则如下:(1)对于阴道镜检查满意、组织学诊断为CIN 2和CIN 3者,可采用切除方法(锥切),也可采用激光、冷冻、微波等物理消融方法。(2)对于阴道镜检查不满意者,不能实施消融治疗,建议行诊断性宫颈锥形切除。对于CIN 2,可行LEEP,也可行冷刀锥切。对于CIN 3,推荐冷刀锥切。(3)对于复发性CIN 2和CIN 3,建议锥切。(4)对于妊娠期诊断的CIN 2和CIN 3,除非高度怀疑浸润癌,否则不进行宫颈锥切,也暂不给予其他治疗,产后6周复查后再处理。如果高度怀疑浸润癌,则需要行宫颈锥切,根据是否保留胎儿,可立即手术或在妊娠中期手术。(5)随诊。CIN 2和CIN 3治疗后每6~12个月检测HPV。也可以单独采用细胞学或联合使用细胞学和阴道镜进行随访。


至于HPV感染的终极形式——宫颈癌的治疗,限于篇幅,不再论及。(参考文献略)

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